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扩底桩是一种异型桩,是在原有等截面钻孔灌注桩的基础上,在桩身底部通过专用设备形成“扩大头”,因而称之为“扩底灌注桩”。扩底桩的扩大头把一部分桩身摩阻力转化为端阻力,从而提高了抗拔承载力。由于它具有抗拔性能好的优点,近年来,在工程中,尤其是输电线路和地下结构中得到了比较广泛的应用。目前,对扩底桩的理论研究还未跟上应用水平,扩底桩的承载能力只有通过现场荷载试验才能确定。但是试验不仅花费时间长、耗资巨大、代表性差,而且很难测出完整的Q-s曲线。因此有必要对扩底桩的承载性状进行探讨,提出更为合理的确定扩底桩承载力的数值模拟方法。本文选用了ANSYS数值计算软件建立了扩底桩桩土相互作用模型,对扩底桩的受力性状进行了深入细致的探讨和分析。研究的主要内容有:(1)采用平面有限元方法,利用通用有限元软件ANSYS建立轴对称分析模型,桩-土之间设置接触单元模拟桩-土的分离与滑动,考虑土体初始地应力与大变形,模拟桩在上拔荷载作用下的工作机理。(2)扩底桩抗拔机理、荷载传递规律以及土体变形破坏机理进行了分析,得到了其极限承载力并与目前世界上一些国家输电线路杆塔基础设计规范中仍普遍采用的“土重法”计算理论进行比较。并在此基础上探讨了影响扩底桩抗拔极限承载力的主要因素以及不同土层的情况下,扩底桩的抗拔机理。(3)采用三维有限元方法,桩-土间设置接触,研究扩底桩在复杂受载工况下的承载力。讨论了复杂工况下扩底桩的承载机理以及水平荷载对竖向受荷扩底桩承载力的影响。